CN106660286A

CN106660286A - 用于组装轮胎胎坯的方法和装置

Info

Publication number: CN106660286A
Application number: CN201580035583.4A
Authority: CN
Inventors: H·欣克; M·德吕埃; M·德伯夫; N·若内; J-M·德托雷
Original assignee: Michelin Recherche et Technique SA Switzerland; Compagnie Generale des Etablissements Michelin SCA
Current assignee: Compagnie Generale des Etablissements Michelin SCA
Priority date: 2014-06-30
Filing date: 2015-05-29
Publication date: 2017-05-10
Anticipated expiration: 2035-05-29
Also published as: WO2016000880A1; CN106660286B; EP3160724A1; EP3160724B1; US20170157873A1; FR3022832B1; FR3022832A1

Abstract

本发明特别涉及轮胎的制造方法，所述方法依次包括如下步骤：将平直的增强条带(20)连续转变成波纹增强条带(21)，将波纹条带的波峰(211)逐一挤压至轮胎胎坯(50)的表面(501)上，所述轮胎胎坯(50)通过成型鼓(3)而围绕成型鼓的轴线(32)旋转，将波纹增强条带缠绕至轮胎胎坯上，平直的增强条带紧邻成型鼓而转变成波纹条带，波纹条带的波形以及波峰朝向胎坯表面的移动位于基本上垂直于成型鼓轴线的平面中。

Description

用于组装轮胎胎坯的方法和装置

技术领域

本发明涉及客运车辆或多用途车辆的轮胎的制造领域，更具体地涉及连续铺设所述轮胎的所有组成部件的组装方法并基本上不改变铺设直径。

背景技术

在这些方法中，组装轮胎胎坯的所有操作是在成型鼓上进行的，所述成型鼓的直径优选基本上对应于轮胎的内径(通常被称为“轮辋座直径”，其为参考轮胎在使用过程中安装在其上的轮辋的标准直径)。因此，不仅胎体、胎圈和胎侧，并且胎冠增强件和胎面都可以铺设在组装成型鼓上，所述成型鼓的直径基本上对应于轮辋座直径。这些类型的方法的一个优点是能够在整个组装过程中将轮胎胎坯保持在相同成型鼓上。然后可以将完整的胎坯直接引入硫化模具，胎坯在硫化模具中通过内部压力的作用而呈现其最终外径。这种方法的一个示例描述于文献FR1508652。

成形表示轮胎胎坯在从其基本上为管状的形状变成成品轮胎的通常环形曲面形状时所经受的转变。在成形过程中，胎坯的对应于轮胎胎冠的中央部分的直径通过内部压力的作用而增加，而胎圈保持初始直径。轮辋座直径与成形直径之间的周长差异通常在30％至70％之间，例如对于客运车辆的轮胎通常为约50％。

这些方法的一个限制来自如下事实：客运车辆或多用途车辆的轮胎的胎冠增强件实际上系统性地具有周向环箍增强体，通常被称为“0°增强体”。这些0°增强体的功能是大大抑制轮胎在使用时(特别是高速使用时)的周向膨胀。即使当增强体以螺旋缠绕的方式铺设并且因此具有极小的螺旋角度时，仍然使用术语0°增强体。通常忽略该螺旋角度，并且环箍增强体的效果被视为与增强体设置在严格平行于轮胎赤道平面的平面中的效果相同。应理解如果在胎坯成形之前将0°增强体铺设在胎坯上，则这些0°增强体可能阻止成形。

该困难的解决方案例如描述于文献US4050973和US4094354。

文献US4050973提出制备0°增强体并且通过用较短但是易碎的丝线(这些丝线在成形过程中断裂)来编织0°增强体从而以波纹形式将其铺设在轮胎胎坯上。该方法的一个问题明显在于制备编织物的复杂性和缓慢性。另一个问题是需要额外丝线的事实，额外丝线在最终产品中是无用的并且还可能是有害的。

文献US4094354提出以双橡胶条带的形式制备0°增强体，所述双橡胶条带包括波纹0°增强体以及绷紧但是易碎的丝线，所述丝线旨在在成形过程中断裂。该方法的一个问题明显在于制备双重条带的复杂性以及引入最终产品的丝线无用或甚至有害的事实。

因此，尽管存在这些对策，轮胎工业仍尚未采取这种方法以轮辋座直径组装整个胎坯从而制造具有0°胎冠增强体的轮胎，特别是制造当前的子午线轮胎。

发明内容

因此本发明的目的是克服上述缺点的至少一者。

为此目的，本发明提出用于在轮胎胎坯中制备和铺设条带的方法和装置，所述条带包括纵向增强体并且以波纹形式铺设使得纵向增强体的长度远大于铺设长度。使用术语“超出长度”表示有效铺设的条带长度与在铺设表面上延伸的长度之间的差异。

在本申请中，术语“增强条带”或“条带”表示橡胶窄条，所述橡胶窄条包括纵向增强体并且旨在通过螺旋缠绕而被铺设在轮胎胎坯中。增强体可以例如为由钢、无机材料(玻璃纤维或碳纤维)、合成纤维或织物材料并以本身为轮胎领域中已知的方式制成的帘线或单丝。条带包括多个增强体，例如3至10个增强体。所述条带具有横穿环箍增强件的总宽度的大约15至20mm的最大宽度。还优选地，对于客运车辆轮胎的环箍增强件，条带具有11mm的最大宽度。缠绕包括多圈，例如10至30圈，从而形成完整的环箍增强件。

本发明因此提出轮胎的制造方法，所述方法依次包括如下步骤：

-将平直的增强条带连续转变成波纹增强条带，

-将波纹条带的波峰逐一挤压至轮胎胎坯的表面上，所述轮胎胎坯通过成型鼓围绕成型鼓轴线而被旋转驱动，

-将波纹条带缠绕至轮胎胎坯上，

其中平直的增强条带紧邻成型鼓而被转变成波纹条带，波纹条带的波形以及波峰的朝向胎坯表面的移动在基本上垂直于成型鼓轴线的平面中延伸。

优选地，波纹条带螺旋被缠绕至轮胎胎坯上从而以多圈形成轮胎胎冠的环箍增强件，波纹条带具有给定的超出长度从而允许胎坯成形。

还优选地，所述方法还包括缝合步骤，所述缝合步骤包括当将条带缠绕至胎坯上时连续向下折压波纹条带的波形，朝向胎坯表面向下折压波形的移动是在基本上垂直于成型鼓轴线的平面中进行的。

还优选地，波形的高度在缠绕过程中变化。

本发明还提出用于实施所述方法的装置，所述装置包括围绕成型鼓轴线旋转的成型鼓，所述成型鼓能够支撑轮胎胎坯并且设置成紧邻所述设备，所述设备能够：

-将平直的增强条带连续转变成波纹增强条带，

-将波纹条带的波峰逐一挤压至轮胎胎坯的表面上，所述轮胎胎坯通过成型鼓而被旋转驱动。

优选地，所述设备包括：

-连续传送器，所述连续传送器能够沿着封闭回路引导多个指状件，所述指状件能够支撑条带的第一表面，

-围绕支撑板轴线旋转的旋转支撑板，所述旋转支撑板支撑多个旋转辊子，所述旋转辊子的轴线平行于支撑板轴线，所述辊子分布在基本上与支撑板轴线同中心的圆中，所述辊子能够支撑条带的第二表面，

-引导装置，所述引导装置用于引导进入设备的平直的增强条带，

-使旋转支撑板的旋转与连续传送器的向前移动同步的装置，

封闭回路具有相交的部分，在所述相交的部分中同步机构允许指状件与辊子在垂直于支撑板轴线的公共平面中以旋转移动的方式移动，指状件与辊子在所述相交的部分中交叉从而使条带形成在所述公共平面中延伸的波形。

还优选地，连续传送器为链条，所述链条在封闭回路的相交的部分中被交叉链轮引导。

还优选地，所述指状件被所述链条的连杆的销支撑。

还优选地，所述设备还包括静态条带转向器，所述静态条带转向器设置在相交的部分中从而能够使条带从指状件转向，优选在相交的部分起始处往后至少四分之一圈处从指状件转向。

还优选地，设备还包括用于缝合波纹条带的缝合装置。

还优选地，设备还包括能够控制平直条带供应的机动化绞盘。

附图说明

如下描述基于图1至图10，从而能够更容易地理解根据本发明的方法以及根据本发明的优选实施方案的装置的结构和操作，在图中：

-图1为显示本发明的方法和根据本发明的第一实施方案的装置在其使用过程中的原理的示意图，

-图2为图1的设备的示意性立体图，

-图3为图1的设备的操作的细节图，

-图4为图1的设备的指状件的支撑件的示例性实施方案的横截面图，

-图5为位于图1的设备的旋转支撑板上的辊子的支撑件的示例性实施方案的横截面图，

-图6和图7为显示通过本发明的方法获得的轮胎胎坯的两个相似实施例的示意性立体图，

-图8和图9显示了图1的设备的优选实施方案的立体图和俯视图，

-图10为显示在根据本发明的第二个实施方案的装置上实施的本发明的方法的示意图。

具体实施方式

在不同的附图中，相同或相似的部件带有相同的附图标记。因此，不系统性地重复这些相同或相似的部件的结构和功能的描述。

通过图1可见根据本发明的方法和装置的基本原理。

本发明的方法是基本上连续的方法，包括首先将平直的增强条带20转变成波纹条带21，然后将其以波纹形式铺设至轮胎胎坯50。这两个步骤依次进行，优选前后紧接着进行。将该波纹条带逐步地多圈缠绕在胎坯上。波纹条带21的波形和朝向胎坯表面的移动在垂直于轮胎胎坯的轴线的平面(即垂直于支撑和控制胎坯50旋转的成型鼓3的轴线32的平面)中延伸。应理解以螺旋形式(其本身为已知的方式)实现缠绕从而在给定宽度上制造环箍增强件，该宽度通常考虑轮胎胎面的目标宽度来进行限定。

优选地，如本文所示，所述方法还包括缝合步骤，所述缝合步骤包括将波纹条带21转变成经缝合的波纹条带22，即在铺设至胎坯之后波形被向下折压至胎坯上的条带。通过该图清楚的是，铺设在胎坯上的条带的长度(因此为条带包括的纵向增强体的长度)远大于在胎坯50的表面上延伸的铺设长度。

因此，本发明的方法不包括储存或管理中间半成品。相反，一旦进行赋予条带波纹形状的步骤之后，波纹条带就被直接缠绕在胎坯内。

为了赋予整个缠绕的均匀的刚度，优选在没有轴向位移的情况下并因而重叠地缠绕第一圈和最后一圈条带。相似地，为了获得足够的增强体密度，优选的是根据本发明的原理依次缠绕多个环箍增强件层。

装置2能够实施该方法。所述装置2包括组装成型鼓3和用于制备和铺设条带的设备。该设备1能够首先将平直的增强条带20原位转变成波纹条带21，其次以波纹形式将条带铺设至轮胎胎坯50上。优选地，第三，所述设备还能够将波纹条带21转变成经缝合的波纹条带22，即波形向下被折压至胎坯50表面501上的条带。

为了达到该目的，设备1包括封闭回路，指状件5沿着所述封闭回路在图中箭头表示的方向上循环转动。通过经索引的连续传送器(transporteur continu indexé)4(例如链条或有齿带)沿着回路引导指状件。连续传送器在该情况下通过传送器齿轮马达42驱动。旋转支撑板6支撑辊子7，所述辊子7分布在与旋转支撑板的旋转轴线AP同中心的圆61的圆周上。支撑板的旋转由支撑板齿轮马达62控制。

同步机构控制两个齿轮马达的速度使得指状件5沿着回路的移动与支撑板的辊子7的移动协调进行，特别是在相交的部分PI中(指状件和辊子在所述相交的部分PI中因而可以在垂直于支撑板轴线AP和成型鼓轴线32的公共平面中移动)。指状件5支撑条带的上表面，而辊子7支撑条带的下表面。在设备的操作过程中，应理解支撑板的辊子介于指状件之间并且逐步迫使条带21呈现波纹形状。

设备1面对由旋转组装成型鼓3支撑的轮胎胎坯50设置使得旋转支撑板的辊子逐一朝向胎坯表面501移动。上述设备的操作与成型鼓的旋转同步。波纹条带21的波峰211之后可以逐一接触并被挤压至胎坯表面501上。橡胶条带因此可以附着至胎坯的移动表面的多个点并且跟着所述移动表面一起移动。

设备1优选包括固定的条带转向器63，所述条带转向器63的功能是一旦波纹条带连到胎坯时则使条带21与指状件沿轴向脱离。条带然后跟着胎坯一起移动并且缠绕在胎坯中并同时脱离设备的指状件和辊子的控制。条带转向器在相交的部分PI中起作用，优选在相交的部分开始之后的至少四分之一圈处起作用。

还优选地，缝合装置30通过朝向胎坯表面挤压使波纹条带21的波形被向下折压。经缝合的波纹条带22然后仍然在其位置并沿其增强体的纵向方向被更好地固定，因此能够保证增强体的超出长度在胎坯圆周上的最佳分布。

图2以立体图的方式更好地显示了该优选实施方案的装置的组成部件。特别地，如果对比图1与图2，则容易看出引导平直的条带进入设备的方式的原理。设置在传送器4的平面中和封闭回路内的引导带轮9朝向指状件和辊子的相交的部分PI来引导平直的条带。引导带轮9接收来自进料带轮10的条带，所述进料带轮10同样设置在指状件的回路平面中但是其取向成能够接收来自外部(例如在该实施方案中来自图1的后方)的条带。还能够看出条带20在两个带轮之间扭转约四分之一圈。

图2还清楚显示了指状件5被连续传送器4(在该情况下为链条41的形式)驱动的原理。链条41围绕两个链轮411和412而循环转动。因此，传送器4的封闭回路包括围绕两个链轮411和412的两个半圆路径部分和位于两个链轮411和412之间的两个直线路径部分。驱动链轮411由传送器马达42驱动。有利地，具有链条41及链轮411和412的连续传送器4的设计能够相对于支撑板齿轮马达62而重新布置传送器马达42。交叉链轮412被链条驱动而旋转并且其唯一的功能是引导链条，并因此相对于支撑板6的辊子7来引导指状件5。如上所述，链条的移动优选以与支撑辊子7的支撑板6的旋转同步的方式进行。通过同步机构(例如通过两个电动马达42和62的共同控制)来保证该同步。替代性地，交叉链轮412可以通过与旋转支撑板同一个的马达而旋转驱动。由于链轮412不必须与支撑板的轴线同轴，因而链轮412可以优选通过十字联轴节或装配有恒速万向节的轴驱动。

因此，在相交的部分PI中，连续传送器4提供第一直线路径部分，在该第一直线路径部分中指状件5以直线方式移动同时支撑板6的辊子7介于这些指状件5之间；然后连续传送器4提供半圆路径部分，在所述半圆路径部分中指状件5以圆形方式在辊子7围绕其移动的圆内移动；然后连续传送器4再次提供直线路径部分，在该直线路径部分中指状件5以直线方式移动同时支撑板6的辊子7与这些指状件5再次交叉。

图2还显示了能够相对于框架17移动的基板16，所述基板16能够控制设备的部件组相对于成型鼓和胎坯的位置，并还能够控制通过辊子朝向胎坯表面挤压波纹条带21的压力。缝合装置(在该情况下为挤压辊子30的形式)也被可移动的基板16支撑，例如被向其施加弹性挤压力的气动缸31(还参见图1)支撑。可移动的基板16的位置在该情况下由电动缸19进行控制。

本身能够相对于基板16移动的滑动件15支撑连续传送器的两个链轮411和412。应理解通过使该滑动件相对于旋转支撑板的保持件(因此相对于支撑板轴线AP)略微移动，能够改变施加至条带的波形的高度。通过这种方式能够精确地改变赋予波纹条带的超出长度。滑动件15的移动在该情况下受滑动件电动缸18的控制。为了指明波幅的大小，能够表示为当波形具有约11mm的高度(波幅)时获得50％的超出长度。

图3以大比例显示了该实施方案的通过指状件5和辊子7在相交的部分中的配合而形成波形的原理。其还清楚显示了条带转向器63(以静态凸轮的形式)的原理，所述条带转向器63的功能是使条带转向从而使得条带被挤压至胎坯(此处未显示)之后与指状件5脱离。为此目的，条带转向器具有斜面，波纹条带21的边缘沿着所述斜面滑动。将理解在方法的该阶段中，条带已经结合至胎坯。

图4以更大的比例显示了该实施方案的设备(特别是该实施方案的连续传送器和指状件)的细节。链条41的连杆的销413支撑指状件5，所述指状件5通过滚珠轴承414而被旋转安装在所述销上。指状件5因此相对于其支撑件自由旋转从而允许条带循环转动并且通过在设备上(并且在条带自身上)施加尽可能小的力从而形成波形。

图5以较大比例显示了本发明的该实施方案(特别是被旋转支撑板6支撑的辊子7)的细节。辊子通过轴承(例如滑动轴承)而被安装成在支撑板上旋转。与指状件相同，辊子相对于其支撑件自由旋转以允许条带循环并且通过在设备上(并且在条带自身上)施加尽可能小的力从而形成波形。

所述装置因此能够实施根据本发明的方法，所述方法包括制备具有受控的超出长度的波纹条带，然后在制造的同时将波纹条带以波纹形式直接缠绕在轮胎胎坯上。特别地，当考虑增强体的超出长度的值和该超出长度在胎坯圆周上的规律分布时，直接在胎坯上进行铺设能够保证铺设精确度。因此合适圈数的波纹条带被螺旋缠绕从而形成轮胎的环箍增强件。正如本申请序文中所描述的，可以以轮辋座直径进行该缠绕，这是因为波纹条带的增强体的超出长度允许在所述0°增强体实际受到张力之前使胎坯成形，即呈现轮胎的最终真实形状。

在围绕胎坯进行螺旋缠绕的过程中，还能够通过控制滑动件15的位置来改变条带的超出长度的值。能够例如使胎面中央的超出长度小于胎面胎肩的超出长度，从而在完整胎坯的成形过程中赋予轮胎一定的曲率。

图6示意性地显示了根据本发明获得的轮胎胎坯50的实施例。此处的特别目的是显示在轮胎制造过程中设置在胎坯内的环箍增强件。未显示胎坯已经组装至该点的成型鼓。可以看到通过本发明的方法形成的以波纹条带21的形式设置的0°增强体。条带的波在垂直于胎坯的轴线的平面中延伸(忽略如上所述的缠绕螺旋角度)。条带的波因此处于平行于由该胎坯获得的轮胎的赤道平面的平面内。围绕胎坯缠绕约15圈从而形成完整的环箍增强体。

还可以看到包括胎体增强体的层51和包括胎圈增强体(通常被称为“胎圈线”)的胎圈52。胎冠增强体帘布层可以设置在环箍增强件的下方。内衬层53优选位于胎体51内部。此处显示了为波纹形式21的但是未经缝合的0°增强体条带(上图中的附图标记22)从而更容易理解附图。应理解在上述方法的剩余部分中，优选经缝合的形式用以改进增强体的定位精确度。然后可以在该胎坯中以本身为已知的方式加入胎面和胎侧保护橡胶。因此可以以相同的减小的直径(即在同一个成型鼓上以轮辋座直径)铺设以后的轮胎的所有组成部件，因而无需中间成形。

替代性地，如果铺设成型鼓包括用于接收胎坯的胎圈的凹槽，则铺设成型鼓还可以具有略大于轮辋座直径的直径。取而代之则获得图7所示的胎坯。

在两种情况下，一旦已经铺设了轮胎所有的组成部件，则可以将因此形成的完整胎坯放置在硫化压机中，以本身为已知的方式进行成形然后模制并且硫化。

优选地，向设备进给平直的条带的进给速度受到精确控制。这可以通过使用如图8和图9所示的机动化绞盘100而实现。这些附图显示了围绕绞盘的带轮101引导的平直的条带20，该带轮的旋转受绞盘马达102的控制。还优选地，在回轮部件(renvois)104之间伸展的皮带103朝向绞盘带轮挤压条带从而避免条带意外滑脱。可以根据胎坯的旋转速度精确控制绞盘的旋转速度(即平直的条带进给至设备的速度)从而在如上所述的波纹条带的螺旋缠绕的过程中以动态方式精确控制铺设的增强体的超出长度。

为了适应由绞盘提供的长度的变化，支撑板轴线AP和交叉链轮的轴线之间的偏离可以例如通过简单的弹簧(弹簧使滑动件15复位)进行被动调节或者通过对基于条带的有效张力测量的控制进行主动调节。

图10显示了用于制备和铺设条带的设备的另一个实施方案。该设备200包括两个链轮201和202，所述链轮201与链轮202形成齿啮合并且配合协作从而使平直的条带20变形并且将其转变成波纹条带21。优选地，通过在通道203中占主导的负压将条带保持为被挤压至齿的底部。这些通道只要与固定的扇区204联通则处于负压，所述扇区204本身连接至真空源。通过与之前的附图的设备的描述相当的方式，通过链轮202的齿而将条带的波形的波峰211逐一挤压至胎坯50的表面501。一旦波峰随着胎坯一起移动，则负压可以被轻微的压力平稳地取代从而帮助条带离开齿的底部。

Claims

1.轮胎的制造方法，所述方法依次包括如下步骤：

-将平直的增强条带(20)连续转变成波纹增强条带(21)，

-将波纹条带的波峰(211)逐一挤压至轮胎胎坯(50)的表面(501)上，所述轮胎胎坯(50)通过成型鼓(3)而围绕成型鼓轴线(32)被旋转驱动，

-将波纹条带缠绕至轮胎胎坯上，

其中，平直的增强条带紧邻成型鼓被转变成波纹条带，波纹条带的波形和波峰的朝向胎坯表面的移动在基本上垂直于成型鼓轴线的平面中延伸。

2.根据权利要求1所述的轮胎的制造方法，其中，波纹条带被螺旋缠绕至轮胎胎坯上从而以多圈形成轮胎胎冠的环箍增强件，波纹条带具有给定的超出长度从而允许胎坯成形。

3.根据前述权利要求任一项所述的轮胎的制造方法，所述方法还包括缝合步骤，所述缝合步骤包括当将条带缠绕至胎坯上时连续向下折压波纹条带的波形，朝向胎坯表面向下折压波形的移动是在基本上垂直于所述成型鼓轴线的平面中进行的。

4.根据前述权利要求任一项所述的方法，其中，波形的高度在缠绕过程中变化。

5.用于实施根据前述权利要求任一项所述的方法的装置(2)，所述装置包括围绕成型鼓轴线(32)旋转的成型鼓(3)，所述成型鼓能够支撑轮胎胎坯并且设置成紧临设备(1)，所述设备(1)能够：

-将平直的增强条带(20)连续转变成波纹增强条带(21)，

-将波纹条带的波峰逐一挤压至轮胎胎坯(3)的表面上，所述轮胎胎坯通过成型鼓而被旋转驱动，

所述装置的特征在于，所述设备(1)包括：

-连续传送器(4)，所述连续传送器(4)能够沿着封闭回路引导多个指状件(5)，所述指状件能够支撑条带的第一表面，

-围绕支撑板轴线(AP)旋转的旋转支撑板，所述旋转支撑板(6)支撑多个旋转辊子(7)，所述旋转辊子(7)的轴线平行于支撑板轴线，所述辊子分布在基本上与支撑板轴线同中心的圆(61)上，所述辊子能够支撑所述条带的第二表面，

-引导装置(9、10)，所述引导装置(9、10)用于引导进入设备的所述平直的增强条带，

-使旋转支撑板的旋转与连续传送器的向前移动同步的装置，

封闭回路具有相交的部分(PI)，在所述相交的部分(PI)中同步机构允许所述指状件与所述辊子在垂直于支撑板轴线的公共平面中以旋转移动的方式移动，指状件与辊子在所述相交的部分中交叉从而使条带形成在所述公共平面中延伸的波形。

6.根据权利要求5所述的装置，其中，所述连续传送器为链条(41)，所述链条(41)在封闭回路的相交的部分(PI)中被交叉链轮(412)引导。

7.根据权利要求6所述的装置，其中所述指状件(5)被所述链条的连杆的销(413)支撑。

8.根据权利要求5至7任一项所述的装置，其中，所述设备还包括静态条带转向器，所述静态条带转向器设置在相交的部分(PI)中从而能够使条带从指状件(5)转向，优选在相交的部分起始处往后至少四分之一圈处从指状件(5)转向。

9.根据权利要求5至8任一项所述的装置，其中，所述设备还包括用于缝合波纹条带的缝合装置(30、31)。

10.根据权利要求5至9任一项所述的装置，其中，所述设备还包括能够控制所述平直的条带供应的机动化绞盘(100)。